NVIDIA Maxwell Next Gen: GeForce GTX 970 und GTX 980 im Test

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Der Boost und die TDP – alles bleibt anders!



Ob AMD, Intel oder NVIDIA: Zwischenzeitlich spricht jeder von Boost- oder Turbo-Taktraten. Aber eigentlich handelt es sich nur um Marketing und es boostet nichts. Besser gesagt wird der maximale Takt der GPU schlicht zurückgezogen. Die Gründe dafür sind teils vielfältig, bei den modernen GPUs von AMD und NVIDIA aber meist an zwei Faktoren gekoppelt: Leistungsaufnahme und Temperatur.

Mit der GeForce GTX 680 führte NVIDIA erstmals den Boost und (nicht offiziell ausgesprochen) das Powerlimit ein. Mit der GeForce-GTX-700-Reihe führte der Hersteller dann zusätzlich erstmals das Temperaturlimit ein (und bestätigte offiziell das Powerlimit). Lag das erste Temperaturlimit bei 80 °C, setzte der Hersteller dies mit der Vorstellung der GTX 780 Ti auf 83 °C.

Die genannten Boost-Taktraten orientieren sich also unmittelbar an beiden Limitierungen. Wird die Temperaturstufe erreicht und kann sie nicht gehalten werden oder wird die TDP (Thermal Design Power) erreicht und kann nicht gehalten werden, so wird der Takt der Grafikkarte Schritt für Schritt reduziert, und damit auch die Spannungen. Beides wirkt sich dann eben auch positiv auf die TDP und die Temperatur aus.

Zugesagt von NVIDIA ist bislang nur eine Größe: Der Basistakt der GPU und der Speichertakt, welcher bislang von allen Limitierungen unbeeinflusst bleibt. Die von NVIDIA genannte Boost-Taktrate bezieht sich ausschließlich auf den Blickpunkt, dass sämtliche ausgelieferten GPUs einer Serie mindestens diesen Boost-Takt erreichen können, aber eben nicht halten müssen. Ist also eine GPU von NVIDIA beim Boost mit 1.100 MHz ausgerufen, bedeutet dies nur, dass jede GPU dieser Serie bis zu diesem Takt maximal "boosten" kann, bei Erreichen der Limitierungen aber dennoch bis auf den Basistakt heruntertaktet. Dieser soll dann aber auch immer gehalten werden.

Boost-Takt unterhalb des Basistaktes?

Hier treffen wir das erste ungewöhnliche Verhalten an:

Bild: NVIDIA Maxwell Next Gen: GeForce GTX 970 und GTX 980 im Test


Der Basistakt soll immer gehalten werden – bis auf wenige Ausnahmen! Zum einen greift NVIDIA bei sogenannten "Power-Viren" (manches Mal) über den Treiber ein – obwohl man es mit der Technik überhaupt nicht nötig hätte. Also taktet man beispielsweise bei Furmark hier und dort unter die Basistaktrate um die Ziele zu erreichen. In der Vergangenheit erblickten wir jedoch überwiegend den Umstand, dass eben NVIDIAs Technik genügte, um den versprochenen Basistakt zu halten.

Hier sehen wir erstmals – mit einem Screenshot von Heaven in Version 4.0 -, dass die Base-Clock der GeForce GTX 980 von 1.126 MHz unterschritten wird, und zwar auf 1.113 MHz. Gleiches konnten wir ebenfalls im Tessmark beobachten, und final sahen wir ein solches Verhalten auch unter Tom Clancy's: HAWX.

Eine Rücksprache mit NVIDIA gab erst einmal keine Lösung. Vermutete man anfänglich, dass das Power-Limit erreicht würde, meldete man im zweiten Schritt zurück, dass der Basis-Takt eigentlich nicht unterschritten werden solle. Man will sich die Firmware der Karte ansehen um zu prüfen, ob sich hier nicht vielleicht ein Fehler eingeschlichen hat.

TDP – ein dehnbarer Begriff

Die TDP-Limitierung war uns im Vorfeld absolut klar. NVIDIA spricht bei der GeForce GTX 980 von einer TDP von 165 Watt und bei der GeForce GTX 970 von lediglich 145 Watt. Das sind höchst beeindruckende Werte, keine Frage. Unsere Tests ergaben aber schnell eine höhere Leistungsaufnahme.

Bild: NVIDIA Maxwell Next Gen: GeForce GTX 970 und GTX 980 im Test
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Unsere Erfahrungen zeigten klar, dass die eigentliche TDP der GTX 980 bei 180 Watt liegt, weshalb wir NVIDIA kontaktierten. NVIDIA bestätigte unsere Messungen, sprach allerdings davon, dass dies die maximale TDP und eben nicht die typische Leistungsaufnahme unter Spielen sei.

Bild: NVIDIA Maxwell Next Gen: GeForce GTX 970 und GTX 980 im Test

Auswertung 15 Minuten Crysis 3 – exemplarisch!


Der Argumentation stimmen wir "kurzfristig" zu, denn die Folge fordernder Spiele ist, dass die Taktrate unserer GTX 980 von 1.240 MHz auf 1.126 MHz (Basistakt) samt den entsprechenden Spannungen zurückgezogen wurde. Danach erblickten wir maximal 165 Watt.

NVIDIA erklärte uns, dass man aktuell noch eine interne Bezeichnung suche, welche diese "TDP" besser erkläre. Diese Bezeichnung gibt es aber schon relativ lange und lautet "typische Leistungsaufnahme". Der Begriff scheint NVIDIA in Verbindung mit den Maxwell-GPUs offenbar nicht zu liegen.

Blicken wir zurück: Die Nennung der TDP bei der GTX 780, GTX Titan und GTX 780 Ti lag bei 250 Watt. GTX 780 und GTX Titan wurden allerdings bereits bei 200 Watt von den Limitierungen des Power-Targets und/oder Temperature-Targets ausgebremst. Erst die GTX 780 Ti verleibte sich dann 260 Watt ein.

Nun also wird die TDP aus Marketing-Gründen intern neu definiert. Doch sei es drum, denn die GTX 980 braucht in sehr vielen fordernden Spielen nur eine kurze Zeit, um den Basistakt zu erreichen, was 1.126 MHz und den passenden Spannungen entspricht, und damit passt die Nennung der Leistungsaufnahme wieder: zirka 160 Watt sind dann anzutreffen.

Bild: NVIDIA Maxwell Next Gen: GeForce GTX 970 und GTX 980 im Test


Eine über Tools vorzunehmende Lockerung der Limitierungen ist noch immer möglich, im Falle der GeForce GTX 980 nun sogar auf satte 125 Prozent. Das ist bislang ebenfalls nicht üblich. Meist gab NVIDIA hier nur die Zugabe von +6 Prozent frei.

Hierzu befragt erklärte NVIDIA uns, dass durch die 25-Prozent-Zugabe exakt die 225 Watt erreicht werden können, für welche das Design mit seinen zwei 6-Pin-Stromsteckern ausgelegt ist. Rechnerisch ausgehend von 180 Watt also absolut korrekt.

Zur GTX 970 können wir nur verhalten berichten, sind uns unserer Resultate aber relativ sicher. Die GTX 970 wie hier vorliegend (unser Muster scheint einer Referenz relativ nahe zu kommen) verbraucht maximal 160 Watt – NVIDIAs Angabe lautet auf 145 Watt. Auf detaillierte Rückfrage teilte man uns fest, dass das gesetzte Power-Limit bei der Referenzkarte (nicht im Handel erhältlich) 150 Watt betrage. Eine Lockerung des Powerlimits über separate Tools ist hier nur bis zu dem bekannten Plus von 6 Prozent möglich.

Ein abschließendes Wort zu aufgetauchten Peaks, welche von deutlich höheren Werten sprechen: Die in den NVIDIA-Grafikkarten eingebaute Technik reagiert durchaus fix, braucht aber eben Reaktionszeit. In dieser Zeit kann es durchaus vorkommen, dass man höhere Maximalwerte misst, bis eben NVIDIAs Technik greift. Wir konnten dabei maximal 200 Watt bei der GTX 980 erblicken – das ist aber nicht repräsentativ!

 

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